什麼是植樹問題(植木算)?
植樹問題在日本小學算術中稱為「植木算(うえきざん)」,題目要求你把物品沿著一段距離等間隔排列,再求出每個物品之間的間隔。它最有趣(也最容易出錯)的地方,就在於「物品數量」與「間隔數量」之間總是差一的關係。這個工具能幫你處理每一種版本背後共通的數學運算。
使用方法
輸入兩端點之間的總距離(例如兩棟建築物之間的長度)、想要種植的樹木棵數,再選擇排列模式。計算機就會回傳間隔(空格)的數量,以及相鄰兩棵樹之間的間隔距離(公尺)。
公式說明
間隔距離很簡單,就是「總長度 ÷ 間隔數量」。真正會變動的是間隔數量,而它取決於排列方式:兩端都種樹時,間隔為 \(N - 1\);只在一端種或排成封閉環狀時,間隔為 \(N\);兩端都不種時,間隔為 \(N + 1\)。選錯排列方式,正是這類題目最經典的失誤。
$$\text{間距} = \frac{\text{總長度}}{\text{樹木棵數} - 1}$$
實例演練
假設 A 棟與 B 棟建築物之間相距 100 公尺,你要種 11 棵樹,並在兩端各種一棵。由於兩端都種了樹,間隔數為 \(11 - 1 = 10\),因此間隔距離為 \(100 \div 10 = 10\) 公尺。常見的錯誤是直接用 \(100 \div 11\),這會錯算成約 9.09 公尺。
常見問題
為什麼兩端都種時要減一?因為兩個端點各坐落一棵樹,所以 \(N\) 棵樹之間只會有 \(N - 1\) 個空格。
如果是圓形池塘呢?在封閉的環狀路徑上,最後一棵樹會接回第一棵,所以間隔數會等於樹木棵數:\(\text{間隔距離} = \dfrac{\text{周長}}{N}\)。
可以輸入小數(不滿一棵)的樹嗎?不行。樹木棵數會四捨五入為整數,因為你無法種半棵樹。